Спосіб інтенсифікації виходу біогазу

Реферат: UA 116956 U UA 116956 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі переробки відходів, зокрема до способів отримання біогазу з органовмісних відходів. Традиційні способи інтенсифікації виходу біогазу (додавання ензимів, підігрів і перемішування) суттєво підвищують собівартість біогазу і знижують економічну привабливість його виробництва. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється, є спосіб інтенсифікації виходу біогазу [патент України на корисну модель № 88991, кл. C02F 11/04, опубл. 10.04.2014], який передбачає використання як стимулятора сирого гліцерину, що додають до субстрату (відходів життєдіяльності великої рогатої худоби) в обсязі 7-11 % від об'єму його органовмісної частини. При цьому процес біометаноґенезу проходить при температурі 40-50 °C. Основними його недоліками є необхідність забезпечити безпечні умови зберігання сирого гліцерину і роботи метантенку, бо сирий гліцерин і похідні його розпаду є легкозаймистими речовинами, а також потреба в підтриманні в біореакторі високої температури. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки способу інтенсифікації виходу біогазу, в якому за допомогою нового стимулятора забезпечується зниження температури процесу, підвищення виходу біогазу і зниження його собівартості. Для вирішення поставленої задачі в способі інтенсифікації виходу біогазу, що включає додання до субстрату рідини, перемішування, нагрів і витримку зі стимулятором, згідно з корисною моделлю як стимулятор застосовують постійне електричне поле інтенсивністю до 1 В/см. Вплив електричного поля суттєво стимулює або пригнічує життєдіяльність бактерій та інших мікроорганізмів, в тому числі й тих, що беруть безпосередню участь в процесі виробництва біогазу на різних його етапах і при різних температурних режимах. Отже, підбір необхідної інтенсивності електричного поля дозволяє створити в реакторі сприятливі умови для діяльності та розмноження мікроорганізмів і, як результат, збільшити обсяги виробленого біогазу та скоротити тривалість циклу біометаноґенезу. Згідно з корисною моделлю, що заявляється, субстрат зазнає безперервного впливу постійного електричного поля інтенсивністю до 1 В/см при значно меншій температурі, а саме 25-35 °C. Цикл біометаноґенезу при цьому триває близько 7 діб. Виділення біогазу починається вже в першу добу, причому загальний обсяг виробленого біогазу до 85,2 % перевищує максимальну його кількість, отриману з біомаси такого ж складу та об'єму без впливу електричного поля при температурі 52-58 °C. Слід зазначити, що при підвищенні напруженості електричного поля позитивний ефект його впливу скорочується, а при значеннях близько 2 В/см і вище спостерігається пригнічення життєдіяльності бактерій та їх загибель, що призводить до зменшення або припинення виходу біогазу. Для порівняльного аналізу було проведено серію експериментів на лабораторній біогазовій 3 установці з об'ємом метантенку 3 дм , що працює на продуктах життєдіяльності великої рогатої худоби з вологістю 0,95-0,98 % при термофільному (52-58 °C) і мезофільному (30-35 °C) температурних режимах. Із графіка видно, що при впливі електричного поля інтенсивністю до 1 В/см при термофільному режимі роботи метантенку спостерігається більш ранній початок виділення біогазу вже на першу добу циклу біометаноґенезу, а його об'єм перевищує обсяги, отримані без впливу електричного поля, на 18,7 %. При впливі електричного поля інтенсивністю до 1 В/см і зниженні температури в метантенку до 30-35 °C, що відповідає мезофільному температурному режиму роботи, вихід біогазу стає ще більш інтенсивним. Його об'єм перевищує обсяги, отримані без впливу електричного поля при температурі субстрату 52-58 °C, на 85,2 %. Перевагою даного способу є те, що навіть при переході на більш економічний з енергетичної точки зору температурний режим спостерігається інтенсифікація виділення біогазу із збільшенням обсягів виробництва останнього більш ніж у 1,5 разу, при цьому витрата отриманого газу на власні потреби на підтримання необхідної температури субстрату в біореакторі значно скорочується. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб інтенсифікації виходу біогазу включає додання до субстрату рідини, перемішування, нагрів і витримку зі стимулятором, який відрізняється тим, що як стимулятор застосовують постійне електричне поле інтенсивністю до 1 В/см. 1 UA 116956 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2